|
Реферат: Методика оценки радиационной обстановки (Военная кафедра)
Введение
Проблемы, связанные с химическим и радиоактивным заражением
местности, а также по защите населения при этих условиях становятся все
более актуальными в наши дни. Особенно после того, когда ядерная наука
шагнула далеко вперед в своем развитии: на первом месте, конечно, стоит
создание ядерного оружия. После аварии на Чернобыльской АЭС и на некоторых
предприятиях, связанных с ядерной промышленностью, люди все больше и больше
стали задумываться над этими проблемами и по разработке эффективных
мероприятий по защите населения. Ведь до сих пор люди, получившие прямое
или косвенное облучение, умирают, рождаются дети с отклонениями. Поэтому
многие стали протестовать, выражая свой протест сначала письмами,
обращенными к правительству. Позже к ним присоединились представители
экологических движений разных оттенков, потребовавшие запрещения ядерного
производства и экспорта. А в последние года стали выражать свой протест в
форме пикетирования не только открывающиеся, но и действующие АЭС
(например, в Чехии “зеленые” пикетировали атомную станцию Темелин). С одной
стороны, они правы со своей стороны, но, с другой стороны, обстановка в
мире обстоит совсем по другому. Дело в том, что ядерная энергетика должна
развиваться, становиться более безопасной. От “чернобыльского синдрома”
излечит не сворачивание атомной отрасли (это для России, кстати, невозможно
и по финансовым соображениям), а разработка новых безопасных АЭС. Пока не
все страны могут себе позволить отказаться от АЭС, как это сделали США,
закрыв несколько АЭС.
Методика оценки радиационной обстановки
Радиационная обстановка складывается на территории административного
района, населенного пункта или объекта в результате радиоактивного
заражения местности и всех расположенных на ней предметов и требует
принятия определенных мер защиты, исключающих или уменьшающих радиационные
потери среди населения.
Под оценкой радиационной обстановки понимается решение основных
задач по различным вариантам действий формирований, а также
производственной деятельности объекта в условиях радиоактивного заражения,
анализу полученных результатов и выбору наиболее целесообразных вариантов
действий, при которых исключаются радиационные потери. Оценка производится
по результатам прогнозирования последствий применения ядерного оружия и
по данным радиационной разведки.
Поскольку процесс формирования радиоактивных следов длится несколько
часов, то предварительно проводят оценку радиационной обстановки по
результатам прогнозирования радиоактивного заражения местности. Эти данные
позволяют заблаговременно, т.е. до подхода радиоактивного облака к
объекту, провести мероприятия по защите населения, рабочих, служащих,
подготовке предприятия к переводу на режим работы в условиях радиоактивного
заражения, подготовке противорадиационных укрытий и средств
индивидуальной защиты.
Исходные данные для прогнозирования уровней радиоактивного заражения:
время осуществления ядерного взрыва, его координаты, вид и мощность взрыва,
направление и скорость среднего ветра. Только достоверные данные о
радиоактивном заражении, полученные органами разведки с помощью
дозиметрических приборов, позволяют объективно оценить радиационную
обстановку. На объекте разведка ведется постами радиационного наблюдения,
звеньями и группами радиационной разведки. Они устанавливают начало
радиоактивного заражения, измеряют уровни радиации и иногда определяют
время наземного ядерного взрыва. Полученные данные об уровнях радиации
и времени измерений заносятся в журнал радиационной разведки и наблюдения.
По нанесенным на схемы уровням радиации можно провести границы зон
радиоактивного заражения.
Степень опасности и возможное влияние последствий радиоактивного
заражения оцениваются путем расчета экспозиционных доз излучения, с
учетом которых определяются: возможные радиационные потери; допустимая
продолжительность пребывания людей на зараженной местности; время начала и
продолжительность проведения спасательных и неотложных аварийно-
восстановительных работ на зараженной местности; допустимое время начала
преодоления участков радиоактивного заражения; режимы защиты рабочих,
служащих и производственной деятельности объектов и т.д.
Основные исходные данные для оценки радиационной обстановки: время
ядерного взрыва, от которого произошло радиоактивное заражение, уровни
радиации и время их измерения; значения коэффициентов ослабления радиации
и допустимые дозы излучения. При выполнении расчетов, связанных с
выявлением и оценкой радиационной обстановки, используют аналитические,
графические и табличные зависимости, а также дозиметрические и расчетные
линейки.
При решении задач по оценке радиационной обстановки обычно приводят
уровни радиации на 1 час после взрыва. При этом могут встретиться два
варианта: когда время взрыва известно и когда оно неизвестно.
Для расчетов возможных экспозиционных доз излучения при действиях на
местности, зараженной радиоактивными веществами, нужны сведения об уровнях
радиации, продолжительности нахождения людей на зараженной местности и
степени защищенности. Степень защищенности характеризуется коэффициентом
ослабления экспозиционной дозы радиации Косл, значения которого для
зданий и транспортных средств приведены в таблице1.
Таблица 1
|Наименование укрытий и транспортных |Косл |
|средств или условия действия населения | |
| | |
|Открытое расположение на местности |1 |
| | |
| | |
|ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА |2 |
|Автомобили и автобусы |1,5 |
| |2 |
|Железнодорожные платформы |3 |
| | |
|Крытые вагоны | |
| |7 |
|Пассажирские вагоны, локомотивы | |
| |6 |
| | |
|ПРОМЫШЛЕННЫЕ И АДМИНИСТРАТИВНЫЕ ЗДАНИЯ | |
|Производственные одноэтажные здания (цеха) |10 |
| |40 |
|Производственные и административные |15 |
|трехэтажные здания |100 |
| |20 |
| |400 |
|ЖИЛЫЕ КАМЕННЫЕ ДОМА |27 |
|Одноэтажные |400 |
|Подвал | |
|Двухэтажные | |
| |2 |
|Подвал |7 |
|Трехэтажные |8 |
|Подвал |12 |
|Пятиэтажные | |
| | |
|Подвал |8 |
| |4 |
|ЖИЛЫЕ ДЕРЕВЯННЫЕ ДОМА | |
|Одноэтажные | |
|Подвал | |
|Двухэтажные | |
| | |
|Подвал | |
| | |
| | |
|В СРЕДНЕМ ДЛЯ НАСЕЛЕНИЯ | |
|Городского | |
|Сельского | |
В штабах ГО имеются таблицы, по которым по уровню радиации, времени
после взрыва и времени пребывания определяется экспозиционная доза
излучения. В таблице ниже приведены экспозиционные дозы излучения только
для уровня радиации 100Р/ч на 1 час после ядерного взрыва. Чтобы определить
экспозиционную дозу излучения для другого значения уровня радиации на 1
час после взрыва, необходимо найденную по таблице экспозиционную дозу,
полученную за указанное время пребывания с начала облучения после взрыва,
умножить на отношение P1/100, где P1 - фактический уровень радиации на 1
час после взрыва.
|Время |Время пребывания, ч |
|начала | |
|облучени| |
|я с | |
|момента | |
|взрыва, | |
|ч | |
| |1 |2 |3 |4 |6 |8 |10 |11 |12 |
| |Экспозиционные дозы излучения (Р), получаемые на откр. |
| |местности при уровне радиации 100 Р/ч на 1 ч после ЯВ |
| | |
|0,5 |113,0|158,0|186,0|204,0|231,0|249,0|262,0|273,0|310,0|
|1 |64,8 |98,8 |121,0|138,0|161,0|178,0|190,0|201,0|237,0|
|2 |34,0 |56,4 |72,8 |85,8 |105,0|119,0|131,0|140,0|174,0|
|4 |16,4 |29,4 |40,2 |49,2 |63,4 |74,7 |83,8 |91,6 |122,0|
|6 |10,6 |19,4 |27,0 |33,8 |45,0 |54,2 |62,0 |68,7 |96,6 |
|8 |7,6 |14,4 |20,4 |25,6 |34,8 |42,6 |49,3 |55,1 |80,5 |
|10 |6,0 |11,2 |16,0 |20,4 |28,2 |34,9 |40,7 |46,0 |69,4 |
|12 |4,8 |9,2 |13,2 |17,0 |23,7 |29,5 |34,8 |39,6 |60,8 |
|24 |2,2 |4,3 |6,3 |8,3 |12,0 |15,8 |18,5 |21,4 |35,1 |
По многочисленным данным, собранным в Хиросиме и Нагасаки, отмечены
следующие степени поражения людей после воздействия на них однократных доз
излучения:
1100 - 5000 Р - 100% смертность в течение одной недели;
550 - 750 Р - смертность почти 100%; небольшое количество
людей, оставшихся в живых, выздоравливает в
течении примерно 6 месяцев;
400 - 550 Р - все пораженные заболевают лучевой болезнью;
смертность около 50%;
270 - 330 Р - почти все пораженные заболевают лучевой
болезнью; смертность 20%;
180 - 220 Р - 50% пораженных заболевают лучевой болезнью;
130 - 170 Р - 25% пораженных заболевают лучевой болезнью;
80 - 120 Р - 10% пораженных чувствует недомогание и усталость
без серьезной потери трудоспособности.
0 - 50 Р - отсутствие признаков поражения
Если же период облучения будет больше четырех суток, то в облученном
организме начинают протекать процессы восстановления пораженных клеток.
Эффективность воздействия на организм человека однократной дозы излучения
с течением времени после облучения составляет через: 1 неделю - 90%, 3
недели - 60%, 1 месяц - 50%, 3 месяца - 12%. Например, если люди были
облучены экспозиционной дозой 30P три недели назад, то остаточная доза
радиации составляет 30 * 0.6 = 18Р. Таким образом, зная возможные дозы
излучения и степень поражения ими людей, можно определить вероятные потери
среди населения.
Под режимом защиты рабочих, служащих и прозводственной деятельности
объекта понимается порядок применения средств и способов защиты людей,
предусматривающий максимальное уменьшение возможных экспозиционных доз
излучения и наиболее целесообразные их действия в зоне радиоактивного
заражения.
Режимы защиты для различных уровней радиации и условий
производственной деятельности, пользуясь расчетными формулами,
определяют в мирное время, т.е. до радиоактивного заражения территории
объекта.
Определение допустимого времени начала преодоления зон (участков)
радиоактивного заражения производится на основании данных радиационной
разведки по уровням радиации на маршруте движения и заданной
экспозиционной дозе излучения.
Для облегчения решения задач по оценке радиационной обстановки для
уровней радиации от десятков до тысяч рентген в час разрабатывают
возможные режимы проведения СНАВР и производственной деятельности для
каждого объекта, которые оформляют в виде таблиц и графиков и используют
для принятия решений в условиях непосредственного радиоактивного заражения
территории объекта.
Заключение
Проблемы радиационной безопасности занимают далеко не последнее место в
нашей жизни. Вопросами разрешения данной проблемы задаются многие люди, как
те, которые живут воспоминаниями от Чернобыльской катастрофы, так и те,
местожительство которых находится неподалеку от территории атомной станции.
Но что бы ни говорилось о якобы обеспеченной экологической чистоте ядерной
энергетики, возможность загрязнения окружающей среды существует практически
на всех этапах производства, как ядерной энергетики, так и ядерного оружия.
Хотя вероятность загрязнения окружающей среды при нормальной работе
атомной станции невелика, но аварии могут иметь катастрофические
последствия.
Ядерное оружие - огромная угроза всему человечеству. Так, по расчетам
американских специалистов, взрыв термоядерного заряда мощностью 20 Мт может
сравнять с землей все жилые дома в радиусе 24 км и уничтожить все живое на
расстоянии 140 км от эпицентра.
Учитывая накопленные запасы ядерного оружия и его разрушительную
силу, специалисты считают, что мировая война с применением ядерного оружия
означала бы гибель сотен миллионов людей, превращение в руины всех
достижений мировой цивилизации и культуры.
К счастью, окончание холодной войны немного разрядило международную
политическую обстановку. Подписаны ряд договоров о прекращении ядерных
испытаний и ядерном разоружении.
Также важной проблемой на сегодняшний день является безопасная
эксплуатация атомных электростанций. Ведь самая обыкновенное невыполнение
техники безопасности может привести к таким же последствиям что и ядерная
войны.
Сегодня люди должны подумать о своем будущем, о том в каком мире они
будут жить уже в ближайшие десятилетия.
Использованная литература
Гражданская оборона, 1982.
Максимов М.Т. «Радиоактивные загрязнения и их измерение» М.:
«Энергоатомиздат», 1989г.
«Обсуждение проблем национальной экологической политики РФ» Государство и
право №1, 1994 г.
Реферат на тему: Методы измерения дальности в РЛС ЗРК
Дальность, как параметр движения цели
В задачах ПВО после обнаружения и опознавания цели стоит задача об
определении параметров цели. В зависимости от ее решения зенитной
управляемой ракете будет выдано соответствующее полетное задание и его
корректировка во время следования ракеты к цели. Существуют несколько
принятых в радиолокации систем координат. В зависимости от выбора системы
координат, будут ставиться задачи об определении тех или иных параметров
цели. Например, в земной сферической системе координат параметрами движения
являются азимут, угол места, и дальность цели. Здесь дальность цели – это
расстояние от РЛС до самой цели. В данной работе коснемся вопроса об
измерении дальности. Рассмотрим, какие же на сегодня используются методы
для ее определения в РЛС, а так же сущность этих методов.
Методы измерения дальности
Импульсный метод
Импульсный метод измерения дальности основывается на определении
времени запаздывания характерного изменения амплитуды принимаемого
радиолокационного сигнала. Антенна РЛС посылает мощный радиоимпульс,
который отражается от цели и ей же и принимается. Т.к. скорость
распространения СВЧ сигнала, в виде которого распространяется радиоимпульс,
много больше скорости цели, то в хорошем приближении цель можно считать
неподвижной. Тогда время, за которое радиосигнал достигнет цели – [pic]
равняется времени, за которое отраженный сигнал достигнет антенны РЛС –
[pic]. Т.е.
[pic]
Т.о. сигнал испущенный антенной РЛС вернется на нее в отраженном виде
через время [pic]. СВЧ сигналы распространяются с постоянной скоростью,
поэтому [pic]. Мы учли, что скорость распространения СВЧ сигнала в воздухе
примерно равна его скорости распространения в вакууме - [pic]. Учтем
предыдущее выражение, и запишем равенство, определяющее дальность [pic] в
зависимости от времени запаздывания [pic]:
[pic] (1.1)
Для того, чтобы постоянно определять дальность, РЛС должна испускать
периодическую последовательность импульсов, – работать в импульсном режиме.
Проанализированных данных достаточно, чтобы построить общую структурную
схему.
Система синхронизации определяет импульсную работу РЛС. Она формирует
видеоимпульсы через постоянные промежутки времени Ти. Ти называют периодом
повторения импульса. Т.о. система синхронизации определяет период работы –
один цикл определения дальности.
Передатчик включается получив очередной импульс от системы
синхронизации и на промежутке времени [pic] формирует сигнал требуемой
мощности, амплитуды и частоты. [pic] называют длительностью импульса.
На протяжении времени длительности импульса антенный переключатель
направляет излучаемый сигнал на антенну. Затем переключается на приемник.
Т.о. образом до конца периода система “ждет” отраженного сигнала. Заметим,
что на переключение антенна затрачивает определенное время [pic].
Приемник выделяет огибающую принятого сигнала и передает на оконечное
устройство.
Оконечное устройство обычно выполняется в виде ЭЛТ, на экране которой
расстояние между двумя соседними разновысокими пиками соответствует
расстоянию до цели. В случае выполнения оконечного устройства на ЭЛТ,
система синхронизации управляет работой генератора пилообразного
напряжения, который выходит на горизонтально отклоняющую пластину. В то
время как сигнал с приемника подается на вертикально отклоняющую.
Схематические графики зависимостей [pic] на разных структурных
элементах будут выглядеть следующим образом:
Система синхронизации.
Передатчик
Приемник
Из равенства (1.1) следует, что tD (D. Т.о. выведя последний график на
систему индикации (оконечное устройство), и соответствующим об разом
проградуировав шкалу, будем иметь непосредственно значение дальности до
цели.
Достоинства импульсного метода измерения дальности:
. возможность построения РЛС с одной антенной;
. простота индикаторного устройства;
. удобство измерения дальности нескольких целей;
. простота излучаемых импульсов, длящихся очень малое время [pic], и
принимаемых сигналов;
Недостатки:
. Необходимость использования больших импульсных мощностей
передатчика;
. невозможность измерения малых дальностей
. большая мертвая зона
Характеристика недостатков содержится в основных показателях
импульсного метода измерения дальности:
Минимальная дальность действия (мертвая зона) импульсной РЛС:
[pic] (1.2),
где [pic]- время, затрачиваемое на переключение антенны.
Действительно, пока антенна излучает, система не может принимать
сигнал.
Предел однозначного отсчета дальности:
[pic] (1.3)
Действительно, система “ждет” отраженного сигнала только до
наступления момента излучения нового сигнала.
Потенциальная разрешающая способность по дальности:
[pic] (1.4)
Действительно, чтобы был скачок напряжения, соответствующий сигналу,
отраженному от цели, сначала должен быть спад напряжения. Т.е. две цели
можно различить лишь в случае, когда расстояние между ними [pic].
Параметры излучения подбираются по полученным формулам таким способом,
чтобы вышеописанные показатели были приемлемыми.
Частотный метод
Частотный метод измерения дальности основан на использовании частотной
модуляции излучаемых непрерывных сигналов.
В данном методе за период излучается частота, меняющаяся по линейному
закону от [pic] до [pic]. Т.е. за один период зависимость частоты
излучаемого сигнала от времени:
[pic] (2.1)
В то время как отраженный сигнал придет промодулированным линейно в
момент времени предшествующий настоящему на время задержки [pic]. Т.о.
частота отраженного сигнала, принятого на РЛС, будет зависеть от времени
следующим образом:
[pic] (2.2)
Вычитая из (2.1) (2.2), получим выражение для разностной частоты
[pic]:
[pic] (2.3)
Выражая отсюда [pic], и подставляя в (1.1), найдем зависимость
дальности от разностной частоты:
[pic] (2.4)
Из графиков видно как определить время запаздывания – по резкой
перемене в частоте разностного сигнала. Очевидно также, что в формулу (2.4)
надо подставлять значение разностной частоты, полученное на промежутке
времени ( tD ; Tи ).
Структурная схема частотного дальномера будет выглядеть следующим
образом:
Модулятор формирует модуляцию частоты, вырабатываемой генератором СВЧ.
После чего сигнал поступает на передающую антенну. Т.к. сигнал непрерывный,
то требуется еще и отдельная принимающая антенна.
На приемник поступают прямой и отраженный сигналы, из которых на
смесителе выделяется их разностная частота, значение которой после
фильтровки передается на систему индикации.
Достоинства частотного метода измерения дальности:
. позволяет измерять очень малые дальности;
. используется маломощный передатчик;
Недостатки:
. необходимо использование двух антенн;
. ухудшение чувствительности приемника вследствие просачивания в
приемный тракт через антенну излучения передатчика, подверженного
случайным изменениям;
. высокие требования к линейности изменения частоты
Фазовый метод
Фазовый метод измерения дальности основан на измерении разности фаз
излученных и принятых радиосигналов.
Структурная схема простейшого фазового измерителя дальности выглядит
следующим образом:
Генератор ВЧ создает колебания, которые через передающую антенну
излучаются во внешнее пространство с соответствующей фазой:
[pic] (3.1),
где [pic] - начальное значение фазы.
На приемную антенну поступает отраженный сигнал со значением фазы:
[pic] (3.2),
где [pic] - фазовый сдвиг при отражении, [pic] - фазовый сдвиг в цепях
РЛС, - эта величина постоянна и ее можно подсчитать экспериментально.
Принятый сигнал усиливается и его фаза вместе с фазой первоначального
сигнала, детектируемой на фазовом детекторе, поступает на измеритель
выходного напряжения.
Т.е. на измеритель выходного напряжения придет сигнал с разностной
фазой, полученной при вычитании из (3.1) (3.2):
[pic] (3.3)
Учтем, что [pic]. Тогда согласно выражению (1.1) (3.3) запишется в
виде:
[pic] (3.4)
Большой недостаток в том, что здесь неизвестен фазовый сдвиг
отраженного сигнала, который может меняться как угодно, причем существенным
способом.
Поскольку [pic], то из (3.4) следует однозначный диапазон измерения
дальности:
[pic] (3.5)
Т.к. используются ультракороткие волны, то однозначный диапазон
измерения дальности порядка единиц метра.
Поэтому на практике используют более сложные схемы, в которых
присутствует две и больше частот.
Приведем пример двухчастотного фазового дальномера. Его структурную
схему изобразим следующим образом:
Здесь частота ( определяет фазовые сдвиги, а [pic] играет роль
переносчика информации.
На модуляторе формируется напряжение:
[pic] (3.6)
которое подается на генератор ВЧ, т.о. что напряжение на выходе
генератора:
[pic] (3.7),
где [pic] - коэффициент модуляции.
Принятые сигналы после усиления детектируются, выделяется их
огибающая, фаза которой сравнивается с фазой колебаний модулятора.
[pic] (3.8)
[pic] (3.9)
откуда получаем зависимость дальности от разности фаз:
[pic] (3.10)
Теперь при ( = 1000 с-1, [pic]км.
Достоинства фазового метода измерения дальности:
. маломощное излучение, т.к. генерируются незатухающие колебания;
. точность не зависит от доплеровского сдвига частоты отражения;
. достаточно простое устройство
Недостатки:
. отсутствие разрешения по дальности
. ухудшение чувствительности приемника вследствие просачивания в
приемный тракт через антенну излучения передатчика, подверженного
случайным изменениям;
Заключение
В данной работе был приведен обзор основных методов измерения
дальности в РЛС ЗРК. Описана их сущность. Как видим, у каждого метода есть
свои недостатки и свои преимущества. Для улучшения показателей,
характеризующих измерение дальности, используют более сложные схемы, ЛЧМ
сигналы. При наличии нескольких станций слежения можно получить значение
дальности расчетным путем. В общем, можно сделать заключительный вывод.
Выбор того или иного метода в основе определения такого параметра цели
как дальность, зависит от возможных задач РЛС. Поэтому, например, различают
РЛС ближнего и дальнего радиуса действия.
-----------------------
(
прямой
отраженный
D
Система
синхронизации
Передатчик
Антенный
переключатель
Приемник
оконечное устройство
t
U
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
U
t
t
[pic]
U
[pic]
[pic]
[pic]
(о
(
t
(о+((
[pic]
[pic]
принимающая антенна
((
t
смеситель
индикатор 1
индикатор 1
передающая антенна
генератор СВЧ
модулятор
индикатор n
индикатор n
генератор ВЧ
фазовый детектор
передающая антенна
генератор ВЧ
фазовый детектор
принимающая антенна
измеритель выходного напряжения
передающая антенна
усилитель,
ограничитель
принимающая антенна
измеритель выходного напряжения
детектор
усилитель
модулятор
(
| |
